Conception  & Exploitation de Cartes pour randonnées  et navigation par GPS

 


  
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NAVIGATION TOUT TERRAIN PAR GPS
 
  ¤ Introduction

 

 
  ¤ Création d'une carte pour les GPS sous Windows CE
  ¤ Préparer son GPS avant la randonnée
  ¤ Navigation en randonnée avec un GPS sous windows CE
  ¤ Création d'une carte pour les smartphones et les tablettes sous Android     
    ¤ Avec OruxMapsDestop  
    ¤ Avec OruxMaps 'online'  
  ¤ Construire un itinéraire avec OruxMaps  
  ¤ Création d'une carte pour le GPS Explorist 210 de Magellan  
  ¤ Création d'une carte pour les Iphones et Ipads  
  ¤ Création de cartes avec Mobile Atlas Creator pour tout type de GPS sous Windows CE, Androïd et iOS  
  ¤ Outil de conversion de coordonnées géographiques  

 

INTRODUCTION

L’orientation :
Savoir s’orienter, se repérer, constitue en montagne l’exigence première. Lire une carte au 1:25.000e, se diriger à la boussole, utiliser un altimètre doivent paraître des gestes aussi naturels et évidents que marcher.
La complexité du relief du haut pays avec ses profondes vallées et ses versants escarpés y rendent l’orientation parfois malaisée, inconvénient que s’attachent à pallier au mieux le balisage et la signalisation.
Mais ce système de balisage a des limites (densité) et des imperfections (dégradations) qu’il faut pouvoir dépasser grâce à sa propre autonomie d’interprétation ou à l'aide d'outils de nouvelle génération tels que les GPS.
 
L'utilisation d'un GPS permet une orientation libérée de ces difficultés et des outils énumérés plus haut (boussole, altimètre et cartes).

Les logiciels de navigation tels que Tomtom ou Igo sont très performants sur route, mais sont inutilisables en randonnée. Il faut donc se tourner vers un logiciel adapté à cet usage, sous Windows CE, il en existe plusieurs, mais ma préférence va à OziExplorerCE (OziCE).


OziExplorer permet entre autres :
  • de vous situer et de vous orienter grâce aux cartes embarquées.
  • d'enregistrer la trace de votre parcours.
  • de vous guider visuellement et vocalement (droite, gauche, tout droit) si vous avez créé une route.
  • de vous donner les informations comme votre vitesse, la distance parcourue, l'altitude, etc...
  • d'exploiter la trace de votre parcours en vous montrant les courbes des profils 'altitude' et 'vitesse'.
OziExplorer ne se cantonne pas qu'aux activités terrestres (rando, VTT, 4x4), il est aussi adapté à la navigation de plaisance et à certaines activités aériennes comme le vol à voile.
OziExploerCE comme tout logiciel de navigation utilise des cartes, mais ces cartes il faudra les créer pour les adapter à  vos besoins. En randonnée, il sera préférable d'utiliser des cartes topographiques obtenues par :

Pour cela vous aurez besoin de plusieurs logiciels libres :
    - Panavue ou MapMaker pour assembler les scans.
    - Oziexplorer PC pour calibrer les cartes.
    - Img2ozf pour transformer la carte au format ozfx3 lisible par OziExplorer CE.
    - OziExplorer CE ou PPC pour naviguer en randonnée.


CRÉATION D'UNE CARTE  POUR LES GPS SOUS WINDOWS CE


Les étapes pour créer une carte topographique :
  1. Récupérer les logiciels et utilitaires d'OziExplorer sur le site australien et les installer sur PC (OziPC et Img2Ozf) et sur GPS (OziCE).
  2. Scanner ou capturer les carte IGN au 1:25000 et assembler les scans avec Panavue ou MapMaker pour obtenir un fichier au format '.png' ou '.bmp'.
  3. Lancer le logiciel OziPC pour calibrer la carte. Importer le fichier image précédemment créé avec l'outil de calibrage (menu fichier - Ouvrir et calibrer une image). Calibrer avec au moins 3 points dont on connaît les coordonnées exactes, par exemple les balises GR de Géoportail IGN. Puis sauvegarder : on obtient un fichier '.map' de calibration correspondant à la carte. 





  4. Ensuite, ouvrir l'utilitaire Img2Ozf pour convertir la carte '.map' au format '.ozfx3' lisible par OziCE.
    Dans le dossier Résultat on obtiendra le fichier image au format '*.ozfx3' et son fichier de calibrage '*_ozf.map' qu’il ne restera plus qu’à copier sur le GPS dans le répertoire map d'OziCE.

AVANT LA RANDONNÉE


En général un GPS a une autonomie de 3 à 4 heures, insuffisante pour une randonnée plus longue, à moins de ne l'utiliser que par intermittence.
Pour une autonomie supérieure à 3 ou 4 heures, il est indispensable d'utiliser un pack de batteries externes muni d'une prise adaptée au GPS. Avec le Chicago 7000 dont je dispose, il est possible de constituer un tel dispositif en achetant un "coupleur pour 4 piles LR6 avec sortie USB" (voir la photo ci-contre)  ou une batterie externe au lithium de 3000 mAh.
 
Un jeu de 4 piles AA (LR6) rechargeables ou non, est installé dans le boitier, il fournit une autonomie de 7 à 8 heures.
En randonnée, le Chicago 7000 se porte à la ceinture dans sa sacoche. Le pack de batteries externes s'accroche à la ceinture ou est mis dans le renfort latéral du sac à dos.
Avant de partir en randonnée, charger à fond le GPS et installer sur la carte mémoire SD les cartes topographiques nécessaires (fichiers .ozf2 et _ozf.map).
  

NAVIGATION EN RANDONNÉE


vous pouvez installer plusieurs cartes dans le répertoire map d'OziCE. En mode Navigation, OziCE passe automatiquement d'une carte à l'autre lorsque le pointeur arrive en bordure de la carte, il trouve tout seul la carte jointive d'à côté à condition que les fichiers '.map' existent et soient calibrés.

1. Orientation et repérage.
Lancez OziCE et chargez une carte précédemment construite. Elle s'affiche à l'écran. Activez le GPS, le pointeur va s'afficher. Vérifiez que dans le menu 'affichage trace' est bien coché.
Au cours de la randonnée vous remarquerez que le pointeur affiche votre position et votre trace sur la carte, trace que vous pouvez sauvegarder en fin de parcours.
Hors des grands axes il devient facile de se tromper de route. Avec Ozi pas besoin de s’arrêter pour lire la carte, on a tout devant les yeux, c’est quand même plus confortable, de plus on peut zoomer ou réduire l'image.

   En navigation - la trace et le pointeur

                  

2. Informations sur le parcours.

    carte avec la trace en rouge



            Profil du dénivelé (altitude/distance)



      La vitesse par rapport à la distance parcourue

3. Guidage.

OziCE est  capable de vous guider pour peu que vous ayez créé une route à suivre.

 3.1 Création d'une route.
Pour créer une route rien de plus facile, il suffit de créer des Waypoints aux endroits stratégiques du parcours (points de départ et d'arrivée, intersection de chemin, changement de direction, balises GR).
Pour placer les Waypoints il faut ouvrir la barre de création de route (menu view/barre d'outil/barre création de route), puis insérer les points sur la carte en commençant par le départ. Au fur et à mesure des ajouts des Waypoints, la route se dessine sur la carte. Ne pas oublier de sauvegarder la route.

Carte avec une route

3.2 Guidage visuel et vocal.
En fonctionnement "Navigation", le long d'une route que vous avez préalablement créée, OziCE est capable de vous guider en vous indiquant à chaque Waypoint stratégique, les informations de changement de directions (gauche, droite, tout droit), et cela, aussi bien visuellement que vocalement. 


Pictogramme reprenant l'information vocale 'tourner à droite 50m'



Pictogramme reprenant l'information vocale 'tourner légèrement à droite 70m'

 
4. Conclusion.

Le guidage  vocal d'OziCE est un gadget qui n'est pas très utile en randonnée. Par contre ce logiciel permet une orientation et un repérage très facile à partir d'un GPS. Plus besoin de carte papier, de boussole et d'altimètre, tout est intégré au logiciel de navigation. La trace de votre parcours s'affiche et vous permet d'éviter toute erreur de direction.

POUR  LES SMARTPHONES ET LES TABLETTES 7" SOUS ANDROID


Sous Android, il existe aussi des applications de Navigation tout terrain. Je n’en citerai que trois : OziExplorer, Androzic et OruxMaps.

1. OziExplorer et  Androzic utilisent les cartes créées par OziExplorer. Pour les utiliser, Il suffit de  copier les fichiers (nom_ozf.map et nom.ozfx3) dans le répertoire Maps d’OziExplorer et d’Androzic.


   OziExplorer sous Android
 2. Pour OruxMaps: Il y a plusieurs solutions pour créer des cartes, nous allons en voir deux :
 
Pour cela nous avons besoin d’un logiciel OruxMapsDestop à installer sur PC, ainsi que les  données de calibration du fichier *.map d’OziExploer.

Pour Générer une carte calibrée pour OruxMaps à partir d’une carte d’OziExplorer, il suffit de: 

1.  Ouvrir OruxMapsDestop et de renseigner les champs « Image file » (*.bmp) et « calibration file » (*.map).
Les champs Datum (X, Y), Projection (longitude, latitude) se remplissent alors automatiquement. 

2.  Renseigner le nom donné à la carte, et de choisir le répertoire de destination.

3.  Cliquer sur « create Map » pour créer une carte calibrée exploitable par OruxMaps. Un répertoire du nom de la carte ainsi que 2 fichiers dans ce répertoire sont créés (*.db et *.xml)

4.  Copier le répertoire sur la tablette ou le smartphone Android dans le dossier \\oruxmaps\mapsfile\.


Calibrer et créer une carte avec OruxMapsDesto
 

  
OruxMaps sous Android
   

  • Télécharger les cartes à partir d'OruxMaps.

    OruxMaps est une application de navigation très performante. Elle permet en autres de télécharger des cartes pour être utilisées 'offline' et de construire un itinéraire seulement avec 2 points (départ et arrivée).

    Nous allons voir, comment créer une carte en téléchargeant les données directement dans l'application OruxMaps avec bien entendu une connexion internet.

    Pour créer une carte, allez dans le menu des 'cartes' puis 'nouvelle carte', appuyer sur 'online'. Sous 'layer', 'word' une liste de cartes disponibles apparait. Choisir par exemple 'OpenStreetMap', la carte va s'afficher à l'écran.

    Mettre le zoom correspondant à la surface que vous désirer télécharger. Retourner dans le menu 'Cartes' puis cliquer sur 'créateur de cartes'.

    Sélectionner la zone à télécharger en tapant sur l'écran les 2 sommets opposés de la surface. La zone sélectionnée est en surbrillance, confirmer avec le bouton .
       

    Une nouvelle fenêtre s'ouvre, cocher les couches qui seront téléchargée, elles correspondent au niveau de zoom que vous pouvez atteindre. La taille approximative de la carte est calculée à la volée et affichée à l'écran.


    Indiquer le 'nom de la carte' à télécharger et cocher ‘N’arrêter pas le téléchargement s’il y a des tuiles qui manquent’.

    À noter qu’une limitation de téléchargement de 1000 Mo  est imposée par cette application afin de ne pas stresser les serveurs des cartes en ligne.
       

    Cliquer sur ‘téléchargement’, Les données se téléchargent et sont sauvegardées sur la carte mémoire.

     

    La carte téléchargée peut être visualisée avec  le menu Carte, Nouvelle carte, OFFLINE. Appuyer sur 'actualiser' pour mettre à jour la base de données et faire apparaître la nouvelle carte hors-ligne dans la liste.


     

    Les cartes téléchargées se trouvent dans le dossier ‘mapfiles’  d’OruxMaps. Elles sont prêtes à être utilisées en randonnée en 'offline'
   
  • Construire un itinéraire avec OruxMaps
     

    Un itinéraire est un chemin entre deux points de la carte qu'il faut suivre afin d'atteindre la destination finale.

    Comment créer un itinéraire avec OruxMaps.

    Pour ce faire, charger la carte que vous voulez afficher (par ex OSM mapnik ou open topo map), mettre le réseau internet (3G ou wifi)  sinon ça ne marche pas car Orux Maps va chercher MapQuest (online).
     Allez au menu 'route' puis taper 'Search route': 

    Sélectionner les points de départ et d'arrivée sur la carte avec le bouton, le moyen de transport (voiture, pédestre ou vélo), laisser décoché Avoids (route à éviter) et mettre MapQuest (online) puis valider avec le bouton

     
       
    Quelques secondes après, l'itinéraire liant les deux points s'affiche sur la carte avec quelques panneaux de direction.

    Cet itinéraire peut être sauvegardé et utilisé ultérieurement.
       

    Vous pouvez charger Itinéraire sur une carte IGN. En randonnée cet itinéraire  et votre position GPS vous permettront de vous guider sur une carte dépourvue de sentier.

    Ce précédé est très performante, simple et rapide, il vous permet de créer un itinéraire de randonnée avec OruxMap en utilisant les sentiers présents sur les cartes (offline) OSM mapnik ou open topo map  et inexistants sur les cartes IGN et de l’utiliser sur ces dernières. 

    Si vous voulez exploiter cet itinéraire  en randonnée, ce qui n'est pas conseillé si vous voulez préserver votre batterie, tapez 'Suivir' sous le menu 'route', cela permet d'activer l'alarme de route qui va contrôler en temps réel votre position par rapport à l'itinéraire calculée, une alarme est déclenchée en cas de déviation par rapport à l'itinéraire.

     
       

POUR  LE GPS EXPLORIST 210 DE MAGELLAN


L'eXplorist 210 de Magellan est un GPS de randonnée monochrome ayant un affichage haute définition à niveaux de gris avec une mémoire interne de 22 Mo disponibles pour les cartes détaillées, routes, traces et POI.

La carte de 8 Mo intégrée à l'eXplorist 210 ne contient que les grands axes routiers européens et ne peut donc pas être utilisée en randonnée.

Pour les randonnées, il est nécessaire de construire ses propres cartes en Utilisant :

- GPSMapEdit pour construire une carte (*.mp) à partir :

- d'une carte calibrée (*.map) construite précédemment avec OziExploreur et en dessinant les chemins, sentiers, routes et autres objets (balises, villages, sommets, parking, lacs) que vous désirez voir apparaitre sur la carte.

- ou/et d'une carte issue d'Openstreetmap (*.img) en supprimant les niveaux et les objets que vous jugez inutiles.

- Ensuite, avec une combinaison de logiciels freeware (Mobile Mapper Office et les utilitaires de conversion Ptxt2Shp et MMOConverter), vous créez une carte vectorielle (*.imi) fonctionnant sur un eXplorist.

Nous ne détaillerons ici que la seconde méthode : carte Magellan crée à partir d'une carte d'Openstreetmap.

Les cartes d'Openstreetmap sont téléchargeables sur leur site ou sur   http://fredericbonifas.free.fr/osm/garmin.html, elles sont entièrement libres.

1. Repérer la dalle (*.img) d'openstreetmap qui vous intéresse et l'ouvrir avec GPSMapEdit, sauvegarder le fichier en *.mp.


   Dalle d'openstreetmap sous GPSMapEdit

Supprimer les niveaux intermédiaires redondants dans fichier/propriété carte/niveaux (laisser niveau 0 qui contient toutes les données et le dernier qui est vide, mais dont  GPSMapEdit a besoin) et aller dans statistiques (fichier/propriété carte) pour voir les types de code utilisés.

2. Faire Edition/Sélectionner par type pour sélectionner les codes et Edition/Couper pour supprimer les codes que vous ne voulez pas sur la carte... Enlever tout ce qui est surface (forêt, verdure,..). Ne laisser que les polygones lacs, mer, fleuve et rivière large.
Laisser pour points : les villes, aires de repos/informations touristiques (pour les balises), repères,  sommets, bassins et réservoirs (pour le label des lacs). Ne laisser les lignes qu’en rapport avec les routes et les sentiers.

Le fichier *.mp peut être modifié par la suite, pour y ajouter des sentiers, des informations touristiques, des lacs, des sommets…,et y importer des shp construites par la première méthode, car la résolution de Google Map dans GPSMapEdit ne peut pas être supérieure à 240 m, ce qui empêche de créer certains sentiers.


Fichier *.mp épuré dans GPSMapEdit

3. Sauvegarder le *.mp puis le convertir en shape files (*.shp) avec Ptxt2Shp.

Conversion du mp en shp

4. Utiliser MMO (MobileMapper Office) pour importer les shapes files et construire un fond de carte.
Si vous utilisez MMO 2.7, il y a deux choses à faire : modifier le fichier MMOffice.ini pour rajouter la ligne Byte_order=1 dans la section [DEVICE_DEFAULTS], et remplacer le fichier bmp2bit.ics dans le répertoire VectMaps\Images\ICS de MMO (ce fichier est nécessaire pour les eXplorist possédant un écran monochrome).

4.1. Ouvrir MMO 2.7, choisir Menu Outils/Fonds de carte, cliquez sur Editeur de carte et sur Ajouter couches pour ajouter les shapes files crées précédemment (ne pas oublier de donner un nom à la carte). Mettre l’attribut «label» sur les couches point et ligne. Utiliser pour point le n° 4 et les couleurs grise foncée pour les aires et noire pour les sentiers. Cliquez sur l'icône Créer carte, puis sortir et Enregistrer  le projet.


  fond de carte créé avec MobileMapper Office

4.2. Créer un secteur autour de la carte puis cliquer en dehors du secteur, la zone de la carte sera entourée d'un rectangle vert indiquant sa sélection.

4.3. Aller dans le menu Fichier pour sauvegarder la carte en *.imi, cliquer sur Charger vers GPS /Fond de carte, puis Enregistrer sur disque (Emplacement obligatoire C:\Program Files\MobileMapper Office\Export\Images\*.imi) 

5. Le fichier *.imi ainsi obtenu sera converti avec MMOConverter et chargé dans l'eXplorist dans le répertoire carte détaillée.

    
Conversion du fichier *.imi  


POUR  LES IPHONES ET IPADS



Sous ioS, le logiciel TwoNav permet de naviguer avec les cartes créées précédemment avec OziPC.
Pour cela, il suffit d’ouvrir CompeGPSLAND sur PC, de charger  une carte calibrée (.map), de la sauvegarder en *.rmap et de la transférer sur un Iphone/Ipad.


Carte Calibrée chargée dans CompeGPSLAND TwoNav sous Iphone
                                                                 
   

CRÉATION DE CARTES AVEC MOBILE ATLAS CREATOR POUR TOUT TYPE DE GPS SOUS WINDOWS CE, ANDROÏD ET IOS



Mobile Atlas Creator (MOBAC) est un programme gratuit sur PC (Windows, Linux et MAC OS) qui crée des cartes hors ligne, depuis un grand nombre de sources, pour les GPS de randonnée et les applications de navigation basées sur Android, iOS et Windows CE.

Cette application permet de simplifier la plupart des opérations de création de carte vues dans les paragraphes précédents.

MOBAC permet de créer très facilement des cartes pour un grand nombre d'applications de Navigation, je ne citerais que celles utilisées précédemment :

  • Oziexplorer sous Androïd et Windows CE (GPS).
  • OruxMap sous Androïd.
  • TwoNav sous iOS (Iphone).
LES CARTES SOUS MOBAC :
Il est possible de créer des cartes selon différentes sources, par exemple avec OSM OpenStreetMap 4UMaps.

Les formats de l'Atlas en fonction des applications utilisées:
Format de l'atlas
 Applications de Navigation
OziExplorer (PNG &MAP)
Oziexplorer sous Androïd et Windows CE (GPS)
OruxMaps Sqlite OruxMap sous Androïd
TwoNav (RMAP) TwoNav sous iOS (Iphone)

Voici un exemple avec OSM  OpenStreetMap 4UMaps et OziExplorer


  • Lancer l'application Mobile Atlas Creator.exe sous Windows ou Mobile_Atlas_Creator.jar sous Mac ou Linux.
  • Choisir la source de la carte. Prendre par exemple OSM OpenStreetMap 4UMaps.
  • Dans le menu atlas/nouvel altlas choisir le nom (Mercantour) et le format de la carte (OziExplorer PNG &MAP).
  • Se mettre sur le zoom 10 au niveau de la carte pour avoir une vue d'ensemble .
  • Choisir le niveau de zoom (colonne de gauche), prendre le niveau 15 pour avoir un rapport détail/fichier/poids équilibré.
  • Sélectionner la zone à créer avec le clic gauche de la souris, la zone se colore en rose.
  • Nommer la sélection (Mercantour...) et cliquer sur rajouter la sélection.



  • Cliquer sur Créer l'atlas pour lancer le traitement.
  • Le traitement de l'atlas demande plusieurs minutes en fonction de l'étendu de la zone sélectionnée et de la qualité des cartes générées (zoom).



  • Les fichiers sont créés dans le répertoire atlases de MOBAC.
    Dans l'exemple ci-dessus dans le dossier Mercantour openstreep avec les fichiers     Mercantour openstreep 15.map et Mercantour openstreep 15.png.
  • Ouvrir le fichier Mercantour openstreep 15.map avec l'utilitaire Img2Ozf (Source Map Folder) et lancez Convert Maps  pour rendre la carte compatible avec OziExplorer.



  • Les fichiers Mercantour openstreep 15.ozfx3 et Mercantour openstreep 15_ozf.map sont créés dans le répertoire sélectionné dans  “Destination Folder“.
  • Copier les 2 fichiers précédemment créés dans le répertoire Maps d'OziExplorer du GPS ou du Smartphone.
                                                                
 

OUTIL DE CONVERSION DE COORDONNÉES GÉOGRAPHIQUES


Les coordonnées géographiques d'un point sur la terre sont données par :
  • La latitude : C'est la valeur angulaire du point dans l'axe Nord-Sud. Elle vaut 0° à l'équateur, - 90° au pôle sud et +90° au pôle nord.
  • La longitude : C'est la valeur angulaire du point dans l'axe Ouest-Est. Elle vaut 0° sur le méridien de GreenWich et varie d'Ouest en Est de -180° à +180°
     
Cet utilitaire vous permet de convertir les coordonnées géographiques d'un lieu dans trois formats :
  • Degrés décimaux :                  7.2564523                       
  • Degrés, minutes décimales :    7° 15.3871667' E      
  • Degrés, minutes, secondes :    7° 15' 23.23"    E
     
  Degrés,  minutes,  secondes             

Degrés, minutes décimales

            Degrés décimaux
Latitude :  °  ′  ″  °  ′  Latitude :  ° 
Longitude :  °  ′  ″  °  ′  Longitude :